《电力机车控制》教学大纲 所属学院：铁道学院 课程编号：15010021 课程名称：《电力机车控制》 学时/学分：100/7 先修课程：机械制图、电工电子学、机车电力电子技术、电力机车电机、电力机车电器 电力机车电空制动机。 适用专业：电气化铁道技术 一、概述 (一)课程性质： 本课程为电气化铁道技术专业的必修的核心专业课程。通过专业调研以及电气化铁道技术专业工 作任务能力分析，确定该课程的定位是：电力机车控制主要培养能以机车电力牵引控制理论为核心技 术从事电气化铁道企业检修运用活动或相关工作的技术应用型人才。培养学生的电气化铁道技术各项 专业基本技能。《电力机车控制》学习领域是机车制造、运用、检修等从业人员的必修专业课程，它 是以电气控制为基础，以机车电力牵引控制理论为核心，以机车的高低压试验为载体，以模块化教学 为模式，融入机车电工的职业标准，融入机车试验现场工作环境和工作需求，理论实践一体化、基于 工作过程导向的课程。 通过本课程的学习，学生能建立电力机车控制的基本概念框架，学生应当能够认识电力机车控制的基 本概念、原理和方法，掌握电力机车控制相关内容的科学定义及其发展方向，掌握各类电气化铁道技 术业务处理流程和操作技能，能够将电力机车控制的基础知识和技能融会贯通，灵活应用于后续专业 课程、工作实践。从而提高自身参与相关工作实践的能力，达到培养具有现代意识，符合市场经济需 求，适应国际经济发展趋势，具有开拓进取精神，具备较好专业理论知识和较强实际运作能力的电气 化铁道技术实用技术人才的目标。 (二)课程基本理念与设计思路 课程设计的理念是：”学用一致，学工一体，培养职工的综合职业能力”。即以行业岗位需求为导 向，以综合职业能力为核心，以岗位需要和职业标准为依据，建立以工作过程为导向的符合工学结合 1
要求的现代职业教育课程体系，形成新的职业教有课程理念，进行课程开发。 课程设计的思路是：课程定位（进行汽车电力机车控制专业现场调研）→课程目标设计→课程内容制 定→教学方法设计→考核设计→教村开发一师资队伍建设→建设实用的教学网站 (三)课程的价值与功能 1、牵引电器及控制屏柜产品组装制造：零部件制造及工艺、装配、焊接、检验、典型线路分析、 计算，接线、排故、机车配件产品的生产管理，安全操作及安全用电等。 2、电力机车组装：电力机车主要电器及屏柜的安装，总体布线、压接、检验：机车总组装的工 艺，理解产品技术工艺文件，能分析、计算、测试交、直流电路、分析典型控制线路，故障分析、排 故、产品生产管理，安全操作、安全用电等。 3、电力机车电气检修：依据电力机车检修安全操作规程，实施电力机车主型牵引电器、牵引电 机等主要电气设备的检验、拆装、故障分析、修复、试验，学握机车修程、段规等检修技术文件。 4、电力机车机械检修：依据机车检修安全操作规程，实施电力机车走行部分、制动装置及其它 机械装置的检验、拆装、故障分析、修复、试验等。 5、电力机车试验：依据电力机车出厂试验规则，按照试验工艺卡实施电力机车试验，理解机车 试验工艺文件，熟悉试验原理，能分析常见故障、确定并进行故障处理，安全操作等。 6、售后服务人员：提供电力机车的技术咨询、赴段售后服务、维护保养、故障诊断与排除，能 够独立的进行电气系统安装与调试，分析、计算、测试电力机车变流装置、辅助保护装置的功能，能 综合分析典型机车的控制线路的工作原理。 二、课程目标 (一)总目标： 熟记S4改型电力机车电路原理图，熟记SS4改型电力机车低压电器试验程序，熟练运用电路原 理图分析电路故障，并能处理SS4改型电力机车常见电路故障。理解各型客货运电力机车的控制原理。 适时的引进和谐D1型、和谐D2型、和谐D3型电力机车有关控制的内容。 (二)课程分目标： 1知识培养目标 (1入、掌握主型客、货运电力机车的工作原理、性能及特点。 (2)掌握电力机车各种调速方式的原理及性能分析。 (3)掌握电力机车各种电器制动方式的原理及性能分析。 (4)掌握主型电力机车电器线路分析。 (5)掌握电力机车自动控制的一般原理 2
(6)熟悉主型机车电器线路的常见故障分析。 2能力培养目标 (1)能分析电力机车特性曲线并判断机车性能。 (2)会分析各种调速方式的优劣 (3)会分析各种制动方式的优劣。 (4)能熟记SS4改型电力机车的电路原理图，并熟读其他各型电力机车电气原理图。 (5)能分析各个控制环节电路。 (6)能根据电路原理图分析常见电路故障，并处理主型电力机车电路常见故障 3思想培养目标 (1)培养学生实事求是，爱岗敬业的精神。具有良好的职业道德。 (2)具有热爱科学，创新意识和创新精神 三、课程内容与要求 表1：以传授知识为主的课程设计表 知识教学部分 序章节或 应达到的知识、能力、态 教学建议 敦学内容 号 单元 度日标要求 重点 难点 电力机1直流型电力机车工作原 1掌握交直电力机车工 交直电力机交直电力机 车工作 作原理 车工作原理 车工作原理 原理 2交直型电力机车工作原2掌握交直交型机车 作原理 3交直交电力机车工作原 电力机 1机车速度调节的概念 1掌握交直流型电力机 直流传动、交直流传动、 车速度2励磁调节调速 车励磁调节、相控调压情 流传动机车交流传动机 调节 3交直型电力机车的相 况下的速度调节原理、调 的调速： 车的调速 调压调速 节方法。 8 !电压调节下的机车特性 2理解电力机车起动的 5电力机车起动 控制因素、掌握机车起动 方法
电力机1、电器制动的概念 1掌屋由阻先制动的原理 电阻制动与有源逆变 车电气 2、电阻制动 与方法 加馈电阻制再生制动 制动 3、有源逆变 4、再生制动 电力机 1 主电路结构分析 1熟记SS4型电力机车主 典型机车的典型机车的 车主电2、SS4型电力机车主电路 电路的电路原理图，并能 主线路及辅主线路及辅 路 3、SS9型电力机车主电路 根堀电路原理分析处理助线路 助线路 10 故障。 2理解SS9型电力机车 电路 电力机1，电力机车辅助设备 1熟记SS4改型电力机车 典型机车的典型机车的 车辅助 2、5S4改型电力机车辅助 辅助电路原理图，并能根 主线路及辅主线路及辅 电路 电路 据电路原理分析处理故 助线路 助线路 10 3,SS9型电力机车辅助电 2理解$S9型电力机车辅 助电路 电力机1控制电路的通用符号 1熟记SS4改型电力机车 典型机车的典型机车的 车控制 2控制电路的联锁方法 的控制电路原理图，能根 控制线路：电控制线路： 电路 3SS1改型电力机车的控 据电路原理图分析电路 力机车的自电力机车的 制电路 故障，并检修处理。 动控制： 自动控制 4SS9改型电力机车的控2理解S$9型电力机车控 制电路 制电路原理图。 电力机 1 SS4改型电力机车低 电力机车的 车高低 压电器试验 高低压试验 7 压电器 2SS9型电力机车低压H 与故障判断 实验 器试验 及应急处理 依据《电力机车控制》课程目标，选取电力机车制造和运用中的典型真实工作任务为载体，按照 机车检修及机车运用中机车出厂和机车出乘的作业流程，确定了5个真实工作任务，并且按照学生学 习认知规律和能力形成特点，层次由简单到复杂的设计了5个学习情境和13个项目课程。详细如下 表所示
表2：以训练职业能力为主的课程设计表 课 (项目或单元) 教学内容及目标 时 项目1.1电力机 熟悉电力机车的主要设备和功能、要求 车的总体布置 情境1电 熟悉SS4G、HXD3可控台设备 16 力机车的 熟悉SS4G、HXD3机车操纵的步骤，机车正常起动的条件 项日1.2电力机 纵 能够编写机车SS4G、HXD3操纵的流程（步骤）记录相关现 车的操纵 熟悉安全行车燥作规程 项目21电力机 车辅助机组的功能 熟悉电力机车辅机的位置和功能及其控制要求 和控制要求 情境2电 熟悉电力机车SS4G、HXD3辅机起动顺序及低压电气屏柜对 力机车的 项目2.2电力机车 应电器正确的动作 辅机起动 26 辅助机组的动作试能够编制SS4G、HXD3低压试验的工艺卡 低压试验 能按照工艺卡组织实施低压试验 与电路关 然悉安全操作规程 联 项目23电力机熟练综合分析SS4G、HXD3辅助电路和相关控制电路的综合 车辅助机组的综合 分析 分析 熟练分析SS4G、HXD3辅助机组的保护电路 情境3电项目3.1电力机 熟悉电力机车SS4G、HXD3司控器各档位的功能 力机车的车可司控器的操作和 26 熟悉电力机车SS4G、HXD3可控器的识图 预备、调功能 速低压试 熟悉电力机车SS4G、HXD3预备、调速低压试验高压电气屏 验与电路项日3.2电力机车 柜对应电器正确的动作 关联 预备、调速低压试 能够编制SS4G、HXD3低压试验的工艺卡 验 能按照工艺卡组织实施低压试验 熟悉安全燥作规程
《项目或单元) 教学内容及目标 时 项目33电力机 熟练SS4G、HXD3牵引电机牵引工况和制动工况控制的综合 车牵引电机的控制 分析 分析 情境4电 熟悉电力机车机车特性 力机车的 能够设计测取机车v=f()的试验方案 项日4.1电力机 高压试验 能够编制特性测取试验的工艺卡 车机车特性的测取 与电路关 能按照工艺卡组织实施试验 熟悉安全操作规程 熟悉交直机车主电路的综合分析 熟悉交直机车的调速方法和原理、特点 熟悉多段桥的工作原理可控制原理 16 项目4.2电力机能够设计机车空截试验方案 车主电路综合分析 熟悉交直机车的电气制动方法和原理、特点 了解交直交机车的交流传动的屯气构成和工作原理 了解交直交机车的交流调速的控制原理 了解交直交机车电气制动的控制原理 熟悉SS4G、HXD3电力机车的保护功能和各类故障保护功能 项目43电力机控制电路的分析 车保护、显示综合 熟悉电力机车SS4G、HXD3的正常/故障显示功能和实现电路 分析 的分析过程 能根据故障状念的提出检查方案和处理方法 项目5.1电力机 熟悉故障检查的一般方法和流程 情境5电车不能升的故牌 熟悉故障分析排除的一般方法和流程 力机车的分析和处理 能设计不能升弓故障的检修工艺卡 16 常见故障 项目52电力机 熟悉故障检查的一般方法和流程 分析处理 车不能合主断的故 熟悉故障分析排除的一般方法和流程 障分析和处理 能设计不能合主断故障的检修工艺卡 6
课 (项目或单元) 教学内容及目标 时 6综合答舞 综合考核相关知识和职业能力 7项岗实习： 项岗实训完成 30 进行机车制造、检修、运用等。 课时总计 130 134 四、实施建议： (一)教学建议 1本课程以课堂讲授为主，并结合实物观摩，精讲多练。在课堂教学中可适当补充难易适中的现 场案例题目作为例题，开阔学生的视野，拓宽知识血。在作业和练习方血，任课教师可以有针对性地 增加一定量的附加题，题目要和生产现场实际紧密相结合，并适当增加应用题的数量，以锻炼学生解 决实际问题的能力。 2、根据教育发展的趋势和教学改苹的要求，在本课程的教学过程中，逐步引入现代化教学手段 3、除教材外，应给学生指定相关的参考书，以拓宽学生的知识面。 选择教材内容，包括更新和补充知识，都应当贯彻少而精、量力性原则，分量要适当合理，既要 让学生现有的水平出发，又要起促进学生智能发展的作用。 (二)考核评价 1理论闭卷考试，百分制理论考试占50%，平时成绩占50% 2对于学生的成绩评定，注重学生的能力培养，培养学生主动思考，动手动脑的习惯。 (三)教材选用 1铁道出版社的最新高职高专的教材。 2课外补充《HXD1型电力机车》《XD2型电力机车》《XD3型电力机车》